JP2015187482A - コイル成形体敷設装置、コイル成形体敷設方法、ライニング工法および更生管路 - Google Patents

コイル成形体敷設装置、コイル成形体敷設方法、ライニング工法および更生管路 Download PDF

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Tomoaki Hori
智明 堀
良一郎 中村
Ryoichiro Nakamura
良一郎 中村
山本 哲也
Tetsuya Yamamoto
哲也 山本
越智 聡
Satoshi Ochi
聡 越智
賢太朗 西島
Kentaro Nishijima
賢太朗 西島
孝知 原田
Takatomo Harada
孝知 原田
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Abstract

【課題】簡単に行えるコイル成形体を既設管内へ敷設する方法を提供する。
【解決手段】第1拡径装置は第1ガイド94a,94d,94cを有し、第2拡径装置は芯材上に縮径された状態で保持されているコイル成形体を解放して拡径する機構と第2ガイド194cを有し、第1拡径装置の後方に連結される。第1マンホールを通したロープによって第1拡径装置を引っ張ることによって、空芯材とそれに続く各々が縮径したコイル成形体を保持した複数の芯材20a1,20a2,20a3を、連結部材290連結した状態で、第2マンホールから既設管100内に引き込む。第2拡径装置の拡径機構によって各芯材20a1,20a2,20a3から順次コイル成形体10a1,10a2,10a3を外すことによって拡径する。
【選択図】図15

Description

この発明は、コイル成形体敷設装置、コイル成形体敷設方法、ライニング工法および更生管路に関し、特にたとえば、コイル成形体を用いて老朽化した既設管内に更生管路を形成するための、コイル成形体敷設装置、コイル成形体敷設方法、ライニング工法および更生管路に関する。
この発明の背景となる背景技術の一例が、特許文献1に開示されている。この特許文献1の技術では、既設管内を自走できるコイル成形体敷設装置を用い、この縮径した状態のコイル成形体をチャックユニットでコイル成形体敷設装置上に固定し、既設管内に車輪移動し、既設管内の所定位置でチャックユニットから取り外してコイル成形体を復元させることによって、既設管内にコイル成形体を敷設する。
特開2013‐226808号[B29C 63/34 F16L 55/16, 1/00]
特許文献1の技術では、コイル成形体敷設装置に縮径したコイル成形体を保持し、コイル成形体敷設装置が自走して既設管内でコイル成形体を拡径して敷設するので、コイル成形体の敷設作業を簡単に行えるという利点はあるものの、1つのコイル成形体を敷設するのに1つのコイル成形体敷設装置が必要で、そのためのコストがかかる。
それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、コイル成形体敷設装置、コイル成形体敷設方法、ライニング工法および更生管路を提供することである。
この発明の他の目的は、コストを抑えながら施工性を改善できる、コイル成形体敷設装置、コイル成形体敷設方法、ライニング工法および更生管路を提供することである。
本発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および補足説明などは、本発明の理解を助けるために後述する実施の形態との対応関係を示したものであって、本発明を何ら限定するものではない。
第1の発明は、既設管内にコイル成形体を敷設する、コイル成形体敷設装置であって、中空形状であり、その外面上に、既設管の内径に対応する外径を有するコイル成形体を縮径した状態で保持する芯材、芯材とは別体であり、芯材の外面上に突出した第1状態または外面から没した第2状態をとることができる第1ガイド、芯材上のコイル成形体を解放して拡径する拡径手段、および芯材の外面上に突出した第1状態または外面から没した第2状態をとることができる第2ガイドを有する、拡径装置を備え、第1ガイドは第1状態のとき拡径手段によってコイル成形体を芯材から解放して拡径するとき当該コイル成形体の前端に当接され、第2ガイドは第1状態のとき拡径手段によってコイル成形体を芯材から解放して拡径するとき当該コイル成形体の後端に当接される、コイル成形体敷設装置である。
第1の発明では、コイル成形体敷設装置は、芯材(20)およびこの芯材(20)とは別体の拡径装置(60、160)を備える。芯材(20)は、中空部を有する、たとえば円筒状に形成され、その外面上に、コイル成形体(10)を、縮径した状態で保持する。コイル成形体(10)の外径は更生すべき既設管(100)の内径よりやや大きく設定されている。拡径装置(60、160)は、芯材(20)の中空部内を移動可能な大きさ形状にされている。縮径したコイル成形体を外面上に保持した芯材を既設管内に引き入れ、その芯材の中空部に拡径装置を導入して、拡径装置の拡径手段(170a‐172a、170b‐172b)によって当該芯材上のコイル成形体の保持を外して、コイル成形体を拡径する。このとき、第1ガイド(94a‐94d)は第1状態とされ、拡径されるコイル成形体の前端の位置規制として機能し、第2ガイド(194a‐194b)は第1状態とされ、拡径されるコイル成形体の後端の位置規制として機能する。
第1の発明によれば、拡径装置を芯材とは別体で構成しているので、それぞれにコイル成形体を縮径して保持する複数の芯材を既設管内に連続して引き込んだ後、同じ拡径装置を用いて各芯材上のコイル成形体を拡径することができる。したがって、拡径装置は1台でよく、経済的である。しかも、それぞれが縮径したコイル成形体を保持する複数の芯材を予め準備できるので、コイル成形体敷設工程が効率的に行える。
第2の発明は、第1の発明に従属し、芯材の中空部に形成されるレール、および拡径装置に設けられ、レールと係合して当該拡径装置を芯材の軸方向へ移動可能とする走行部材を備える、コイル成形体敷設装置である。
第2の発明では、芯材(20)の中空部内に、軸方向に延びてレール(26、28)を設け、拡径装置(60、160)にはこのレール(26、28)上を走行可能な、たとえばそり(66、68、166、168)のような走行部材が設けられる。走行部材がレール上を走行できる。したがって、先行する芯材のコイル成形体を拡径した後、拡径装置は後続する芯材の中空部に容易に移動できる。
第2の発明によれば、同じ拡径装置を用いて各芯材に保持されているコイル成形体を容易に拡径させることができる。
第3の発明は、第1または第2の発明に従属し、芯材に設けられ、縮径した状態のコイル成形体の両端を解放可能に保持する第1および第2保持手段をさらに備え、拡径手段は、第1および第2保持手段にそれぞれ作用してコイル成形体の両端を解放する第1および第2解放手段を備える、コイル成形体敷設装置である。
第3の発明では、芯材(20)の前端側の第1位置で、たとえば保持機構(36a)のような第1保持手段がコイル成形体(10)のたとえば前端を保持し、芯材(20)の後端側の第2位置でたとえば保持機構(36b)のような第2保持手段がコイル成形体(10)のたとえば後端を保持する。拡径装置(160)の第1および第2解放手段(170a‐172a、170b‐172b)がそれぞれ第1および第2保持手段に作用して、コイル成形体(10)を解放して拡径する。
第3の発明によれば、拡径装置によってコイル成形体を容易に拡径して敷設することができる。
第4の発明は、第1ないし第3の発明のいずれかに従属し、芯材と拡径装置との軸方向における相対的位置を位置決めする位置決め手段をさらに備える、コイル成形体敷設装置である。
第4の発明では、たとえば、芯材(20)の中空部に設けられる当たり棒(44)と拡径装置(160)に設けられる起立片(174)が協働して、芯材と拡径装置との軸方向における相対的位置を位置決めする。
第4の発明によれば、位置決め手段によって芯材と拡径装置の軸方向の相対的位置の位置決めが行われるので、芯材と拡径装置が別体で構成されていても、拡径装置は確実に芯材の所要部に作用することができる。
第5の発明は、第4の発明に従属し、芯材の中空部に設けられる係止部をさらに備え、位置決め手段は、拡径装置に設けられて係止部に係合する係合部を含み、係合部が係止部に係合したとき拡径装置が芯材に対して軸方向に位置決めされる、コイル成形体敷設装置である。
第5の発明では、芯材(20)の中空部に設けられる当たり棒(44)に拡径装置(160)に設けられる係合部(174)が係合したとき拡径装置が芯材に対して軸方向に位置決めされる。
第5の発明によれば、係止部と係合部とによって芯材と拡径装置の軸方向の相対的位置の位置決めが行われるので、芯材と拡径装置が別体で構成されていても、拡径装置は確実に芯材の所要部に作用することができる。
第6の発明は、第5の発明に従属し、係合部は、拡径装置が芯材の中空部を第1軸方向に移動するとき係止部に係合せず、拡径装置が芯材の中空部を第2軸方向に移動するとき係止部に係合する、コイル成形体敷設装置である。
第6の発明では、係合部として機能するたとえば起立片(174)は、たとえばねじりばね(182)によってストッパ(180)方向に偏倚されているので、第1軸方向に拡径装置が移動すると、ストッパ(180)側から起立片(174)が押されるので、起立片(174)はねじりばね(182)の弾発力を超えて、倒れてしまう。第2軸方向に拡径装置が動かされるとき、起立片(174)はストッパ(180)側へ押されるので、起立片(174)はストッパ(180)によって起立状態が維持される。つまり、拡径装置を移動させるべきときには起立片が倒れるので、拡径装置は芯材の中空部を自由に移動できる。一方、軸方向の位置決めが必要なとき、たとえば起立片(174)が当たり棒(44)に当たったままの状態になり、確実に位置決めが行われ得る。
第6の発明によれば、拡径装置が自由に移動できる反面、必要なときには確実に軸方向の位置決めができる。
第7の発明は、第1ないし第6の発明のいずれかに従属し、拡径装置は、第1ガイドを備える第1拡径装置と拡径手段および第2ガイドを備える第2拡径装置を含む、コイル成形体敷設装置である。
第7の発明では、第1拡径装置(60)および第2拡径装置(160)が連結された拡径装置が用いられる。第1ガイド(94a‐94d)は第1拡径装置に設けられ、第2ガイド(194b‐194c)は、拡径手段(170a‐172a、170b‐172b)とともに第2拡径装置に設けられる。
第7の発明によれば、第1拡径装置および第2拡径装置によって機能を分担するので、第1拡径装置および第2拡径装置のそれぞれの大きさを抑制できる。そのため、既設管の曲りや段差に効果的に対応することができる。
第8の発明は、第1ないし第7の発明のいずれかのコイル成形体敷設装置を用いて既設管内にコイル成形体を敷設する方法であって、(a) 各々が外面上にコイル成形体を縮径した状態で保持している複数の芯材を連結部材によって連結して既設管内に引き込むステップ、(b) 拡径装置によって、先行する芯材からコイル成形体を解放して拡径するステップ、(c) 拡径されたコイル成形体の後端に第1ガイドの一面を当接させるステップ、(d) 拡径されたコイル成形体の後端に第1ガイドの一面が当接されている状態で、後続する芯材を、当該芯材が保持するコイル成形体の前端が第1ガイドの他面に接触するように芯材の中空部内を移動させるステップ、(e) ステップ(d)で移動された後続する芯材に保持されているコイル成形体の後端に第2ガイドの一面を当接させるステップ、および(f) 後続する芯材の中空部内おいて拡径装置によって当該芯材からコイル成形体を解放して拡径するステップを含み、ステップ(c)‐(f)を必要に応じて繰り返す、コイル成形体の敷設方法である。
第8の発明では、縮径したコイル成形体を保持する複数の芯材(20)を準備し、それを連結部材(90)で連結して、たとえば第1マンホール(102)側からロープ(108)を用いて既設管(100)内に引き込む(ステップ(a))。したがって、たとえば既設管全長に亘って、あるいは既設管の第2マンホール(104)側の所定長さに亘って、コイル成形体を保持した芯材が導入される。
ステップ(b)で、先行する芯材(20a1)の中空部に第2拡径装置(160)を位置決めして、第2拡径装置(160)が有する拡径手段(170a‐172a、170b‐172b)によって、当該先行する芯材からコイル成形体(10a1)を解放して拡径する。このとき、第2ガイド(194b‐194c)をコイル成形体(10a1)の後端側に当接させて、拡径されるコイル成形体の後端の位置規制(「暴れ」防止)を行う。
ステップ(c)では、たとえばエアシリンダ(82a‐82d、86a‐86b、92a‐92d)を付勢して、先行する芯材(20a1)から拡径されたコイル成形体(10a1)の後端に第1ガイド(94a‐94d)の一面を当接させる。そして、ステップ(d)では、その状態で、たとえば第1マンホール(102)側からロープ(108)を引っ張って、後続する芯材(20a2)を、当該芯材が保持するコイル成形体(10a2)の前端が第1ガイド(94a‐94d)の他面に接触するように、前方へ移動させる。
ステップ(e)では、たとえばエアシリンダ(182b‐182c、186b‐186c、192b‐192c)を付勢して、ステップ(d)で移動された後続する芯材(20a2)に保持されているコイル成形体(10a2)の後端に第2ガイド(194b‐194c)の一面を当接させる。ステップ(f)では、その状態で、後続する芯材(20a2)の中空部内おいて、第2拡径装置(160)が有する拡径手段(170a‐172a、170b‐172b)によって、当該芯材からコイル成形体(10a2)を解放して拡径する。
そして、ステップ(c)‐(f)を必要に応じて繰り返すことによって、ステップ(a)で既設管(100)内に引き込んだ芯材上のコイル成形体を解放して拡径する。
第8の発明によれば、既設管内に複数の芯材(縮径したコイル成形体を保持している。)を連続的に引き込み、その後拡径装置によって1つ1つの芯材上のコイル成形体を順次拡径するので、効率よくコイル成形体を既設管内に敷設することができる。
第9の発明は、第7の発明のコイル成形体敷設装置を用いて既設管内にコイル成形体を敷設する方法であって、(a) 各々が外面上にコイル成形体を縮径した状態で保持している複数の芯材を連結部材によって連結して既設管内に引き込むステップ、(b) 複数の芯材のうち先頭の芯材の中空部にある第2拡径装置によって当該芯材からコイル成形体を解放して拡径するステップ、(c) 第2拡径装置を先頭の芯材に後続する第1後続芯材の中空部内に移動するとともに、第1拡径装置を先頭の芯材の中空部内に移動するステップ、(d) 先頭の芯材から拡径されたコイル成形体の後端に第1ガイドの一面を当接させるステップ、(e) 先頭の芯材から拡径されたコイル成形体の後端に第1ガイドの一面が当接されている状態で、第1後続芯材を、当該芯材が保持するコイル成形体の前端が第1ガイドの他面に接触するように移動させるステップ、(f) ステップ(e)で移動された第1後続芯材に保持されているコイル成形体の後端に第2ガイドの一面を当接させるステップ、(g) 第1後続芯材の中空部内おいて第2拡径装置によって当該芯材からコイル成形体を解放して拡径するステップ、(h) 第2拡径装置をさらに後続する第2後続芯材の中空部内に移動するとともに、第1拡径装置を第1後続芯材の中空部内に移動するステップ、(i) 第1後続芯材から拡径されたコイル成形体の後端に第1ガイドの一面を当接させるステップ、(j) 第1後続芯材から拡径されたコイル成形体の後端に第1ガイドの一面が当接されている状態で、第2後続芯材を、当該芯材が保持するコイル成形体の前端が第1ガイドの他面に接触するように移動させるステップ、(k) ステップ(j)で移動された第2後続芯材に保持されているコイル成形体の後端に第2ガイドの一面を当接させるステップ、(l) 第1後続芯材の中空部内おいて第2拡径装置によって当該芯材からコイル成形体を解放して拡径するステップ、ステップ(h)‐(l)を必要に応じて繰り返す、コイル成形体の敷設方法である。
第9の発明では、縮径したコイル成形体を保持する複数の芯材(20)を準備し、それを連結部材(90)で連結して、たとえば第1マンホール(102)側からロープ(108)を用いて既設管(100)内に引き込む(ステップ(a))。したがって、たとえば既設管全長に亘って、あるいは既設管の第2マンホール(104)側の所定長さに亘って、コイル成形体を保持した芯材が導入される。
ステップ(b)で、先頭の芯材(20a1)の中空部に第2拡径装置(160)を位置決めして、第2拡径装置(160)が有する拡径手段(170a‐172a、170b‐172b)によって、当該先頭の芯材からコイル成形体(10a1)を解放して拡径する。このとき、第2ガイド(194b‐194c)をコイル成形体(10a1)の後端側に当接させて、拡径されるコイル成形体の後端の位置規制を行う。
ステップ(c)で、先にステップ(b)で先頭の芯材からコイル成形体を解放して拡径した第2拡径装置(160)を、たとえば第2マンホール(104)側からロープ(114)で後方へ引っ張って、先頭の芯材(20A)に後続する第1後続芯材(20a2)の中空部内に移動させる。第1拡径装置(60)は第2拡径装置(160)に連結されているので、第2拡径装置(160)が上述のように第1後続芯材(20a2)内に移動されると、第2拡径装置(160)とともに後方に引っ張られて、先頭の芯材(20a1)の中空部内に移動する。
ステップ(d)では、たとえばエアシリンダ(82a‐82d、86a‐86b、92a‐92d)を付勢して、先頭の芯材から拡径されたコイル成形体(10a1)の後端に第1ガイド(94a‐94d)の一面を当接させる。
ステップ(f)では、たとえばエアシリンダ(182a‐182d、186b‐186c、192b‐192c)を付勢して、ステップ(e)で移動された第1後続芯材(20a2)に保持されているコイル成形体(10a2)の後端に第2ガイド(194b‐194c)の一面を当接させる。ステップ(g)では、その状態で、第1後続芯材(20a2)の中空部内おいて、第2拡径装置(160)が有する拡径手段(170a‐172a、170b‐172b)によって、当該芯材からコイル成形体(10a2)を解放して拡径する。
ステップ(h)では、先にステップ(g)で第1後続芯材(20a2)からコイル成形体(10a2)を解放して拡径した第2拡径装置(160)を、たとえば第2マンホール(104)側からロープ(114)で後方へ引っ張って、さらに後続する第2後続芯材(20a3)の中空部内に移動させる。第1拡径装置(60)は第2拡径装置(160)に連結されているので、第2拡径装置(160)が上述のように第2後続芯材(20a3)内に移動されると、第2拡径装置(160)とともに後方に引っ張られて、第1後続芯材(20a2)の中空部内に移動する。
ステップ(i)では、先のステップ(d)と同様にして、たとえばエアシリンダ(82a‐82d、86a‐86b、92a‐92d)を付勢して、第1後続芯材(20a2)から拡径されたコイル成形体(10a2)の後端に第1ガイド(94a‐94d)の一面を当接させる。
ステップ(k)では、先のステップ(f)と同様にして、たとえばエアシリンダ(182a‐182d、186b‐186c、192b‐192c)を付勢して、ステップ(j)で移動された第2後続芯材(20a3)に保持されているコイル成形体(10a3)の後端に第2ガイド(194b‐194c)の一面を当接させる。ステップ(l)では、先のステップ(g)と同様にして、第2後続芯材(20a3)の中空部内おいて、第2拡径装置(160)が有する拡径手段(170a‐172a、170b‐172b)によって、当該芯材からコイル成形体(10a3)を解放して拡径する。
そして、ステップ(h)‐(l)を必要に応じて繰り返すことによって、ステップ(a)で既設管(100)内に引き込んだ芯材上のコイル成形体を解放して拡径する。
第9の発明によれば、既設管内に複数の芯材(縮径したコイル成形体を保持している。)を連続的に引き込み、その後第1拡径装置および第2拡径装置によって1つ1つの芯材上のコイル成形体を順次拡径するので、効率よくコイル成形体を既設管内に敷設することができる。
第10の発明は、第8または第9の発明のコイル成形体敷設方法によって既設管内に敷設されたコイル成形体の内部にライニング材を敷設する、ライニング方法である。
第10の発明によれば、コイル成形体を効率的に敷設できるので、ライニング工法も応じて効率よく行なえる。
第11の発明は、第10の発明のライニング方法で更生された更生管路である。
この発明によれば、複数の芯材を既設管内に連続して引き込んだ後、同じ拡径装置を用いて各芯材上のコイル成形体を拡径することができるので、経済的である。しかも、コイル成形体を保持する複数の芯材を予め準備できるので、コイル成形体敷設工程が効率的に行える。
この発明の上述の目的,その他の目的,特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
図1はこの発明の一実施例を利用したライニング工法に用いられるコイル成形体を示す概略図であり、図1(a)は縮径前のコイル成形体を示し、図1(b)は縮径した状態のコイル成形体を示す。 図2はライニング工法に用いられるライニング材を示す概略図であり、図2(a)はライニング材の平面図を示し、図2(b)は断面図を示す。 図3はこの発明の一実施例のコイル成形体敷設装置を構成する芯材の一例の概略図であり、図3(a)は前方から見た斜視図を示し、図3(b)は側面図を示す。 図4はこの発明の一実施例のコイル成形体敷設装置を構成する第1拡径装置の一例を示す概略図であり、前方上面から見た斜視図を示す。 図5は図4実施例の第1拡径装置の一例を示す他の概略図であり、前方下面から見た斜視図を示す。 図6はこの発明の一実施例のコイル成形体敷設装置を構成する第2拡径装置の一例を示す概略図であり、前方上面から見た斜視図を示す。 図7は図6実施例の第2拡径装置の一例を示す他の概略図であり、前方下面から見た斜視図を示す。 図8は実施例の第1拡径装置と第2拡径装置とを連結した状態を示す概略図であり、前方上面から見た斜視図を示す。 図8は実施例の第1拡径装置と第2拡径装置とを連結した状態を示す概略図であり、前方下面から見た斜視図を示す。 図10は図3に示す芯材の外面上に図1に示すコイル成形体を縮径して保持した状態を示す概略図であり、芯材の前方から見た斜視図を示す。 図11は2つの芯材を連結する連結部材の一例を示す概略図であり、図11(a)は2つの芯材を未だ連結していない状態を示し、図11(b)は後続する芯材の連結金具に先行する芯材の連結金具に取り付けられたITハンガの回転プレートが挿入された状態を示し、図11(c)はITハンガの回転プレートが回転して連結した状態を示す。 図12はこの発明の一実施例に従ったライニング工法におけるコイル成形体敷設方法の初期工程を示す概略図である。 図13はコイル成形体敷設方法の次の工程を示す概略図である。 図14はコイル成形体敷設方法の図13より後の工程を示す概略図である。 図15は図13の工程と図14の工程の間の動作を説明する概略図である。 図16はコイル成形体敷設方法の図14より後の工程を示す概略図である。 図17はコイル成形体敷設方法の図16より後の工程を示す概略図である。 図18はコイル成形体敷設方法の図17より後の工程を示す概略図である。 図19はコイル成形体敷設方法の図18より後の工程を示す概略図である。 図20はコイル成形体敷設方法の最終工程を示す概略図である。 図21はこの実施例に従ったライニング工法におけるライニング材敷設方法を示す概略図である。 図22はこの発明の他の実施例のコイル成形体敷設方法を示す概略図である。
図1を参照して、この発明の一実施例に用いられるコイル成形体10は、コイル用線材12を螺旋状に巻いたものであり、コイル成形体10の外径D1は、更生すべき老朽化した既設管100(図1では図示せず。(図12))の内径と同じか、それよりやや大きく設定される。
なお、この発明のライニング工法を利用して更生すべき既設管としては種々のものが考えられるが、たとえば、上下水道、ガス、通信ケーブル保護または電力ケーブル保護等の用途の既設管路であってよいし、また、鉄筋コンクリート管(ヒューム管)、陶管、鋳鉄管、鋼管ならびに塩ビ管のような合成樹脂管等の材料でから構成されるものであってよい。
図1に示すコイル成形体10は、十分な剛性や弾性を有する材料、たとえばアルミニウム合金、鋼またはステンレス鋼などの金属、合成樹脂、ならびにGFRP(ガラス繊維強化プラスチック)やCFRP(炭素繊維強化プラスチック)などの繊維強化プラスチックを素材として形成され、この実施例では、コイル成形体10の素材としてGFRPが使用される。
コイル成形体10は、長さ方向に直交する断面が横長の長方形状の線材12を巻芯(図示せず)などに螺旋状に巻回することによって円筒状に形成される。ただし、コイル成形体10の成形方法は特に限定されず、繊維強化プラスチック管に螺旋状に切り込みを入れることによってコイル成形体10を形成するようにしてもよいし、専用の金型に樹脂等を流し込んで成形するようにしてもよい。コイル成形体10の呼び径D1は、上述のように既設管の内径に対応するサイズに設定されるが、一例として、300‐700mmであり、その軸方向の長さL1は、300‐700mmである。
図1に示すコイル成形体10の線材12の一方端に雌ねじ14aが形成されている。図1では一方端だけが描かれているので図示はしていないが、他方端にも雌ねじが形成されている。後の説明で必要になるので、ここではその他方端の雌ねじを便宜上「14b」と呼ぶ。この雌ねじ14a(および14b)は、コイル成形体10を後述の芯材(図3)上で保持するために利用される。上述のように、コイル成形体10の線材12は、たとえばGFRPであり、そのままタッピングしても雌ねじは形成されにくい。そこで、発明者等は、雌ねじを形成した金属製のチップを準備し、それを線材12の該当位置に形成した穴の中に埋め込んで接着するという方法で、コイル成形体10の線材12の両端に雌ねじ14a(および14b)を形成した。ただし、雌ねじ14a(および14b)の形成方法はこのような方法に限られるものではない。
コイル成形体10は、その特性(剛性、弾性など)により、巻回(されている)方向へ回転させたり、伸長方向に引っ張ったりすると、その回転力や引張力に応じて縮径できる。このような特性を利用して、この発明に従った実施例のコイル成形体敷設装置を用いるライニング工法では、図1(a)に示す外径D1、長さL1を有するコイル成形体10を、図1(b)に示すように、外径D2(D1>D2)、長さL2(L1<L2)を有するコイル成形体10として縮径して、既設管内に導入するようにしている。
既設管を更生するためには、さらに、既設管内に後述のようにして敷設されたコイル成形体10の内面にライニング材をライニングしなければならない。一例として、図2に示すライニング材18は、縮径加工により周方向の一部が押し込まれた断面略ハート形状を有する縮径管である。ライニング材18は、たとえば合成樹脂(ポリエチレン、ポリブテン、ポリプロピレン、ナイロン、塩化ビニル等)や繊維強化プラスチックなどで形成することができるが、実施例では、ポリエチレンのライニング材18を用いる。
ライニング材18は、所定の温度に加熱しかつ加圧されることにより円筒形に復元され、コイル成形体10の内面に密着して更生管路(ライニング管)を形成する。ライニング材18は、復元したときの外径がコイル成形体10の内径と等しいか略等しくなるように設定されている。
このライニング材18は、公知の種々の方法によって製造することができるので、その製造方法の詳細な説明は省略するが、簡単に言えば、所定の径で押出成形された直管に対して、軟化点以上融点以下の範囲における所定の温度(この実施例では、たとえば約100℃程度)に加熱して、押し板やローラ等を用いて略U字状の押し込み部分を形成することによって製造される。したがって、ライニング材18を再び軟化点以上融点以下の温度に加熱し内部から加圧することにより、押し込み部分が外面側へ戻されて、ライニング材18は既設管内で所定形状(円筒形等)に復元する。
図1に示すコイル成形体10を縮径して既設管内に導入するために、この実施例では、図3に示す芯材20を用いる。芯材20は、中空の円筒形状に形成される。ただし、必ずしも円筒である必要はなく、図1(b)のように縮径したコイル成形体10を保持できれば、4角形や6角形などの多角形の中空筒状であってよい。
図3に示す円筒形の芯材20はたとえば鉄のような金属からなる円筒を用いて作るが、中空部に種々の構成部品を設ける必要上、必要な強度を確保しながら、円筒の適宜箇所を切除している。芯材20の外径は、縮径時のコイル成形体10の内径よりも小さく設定され、たとえば200‐600mmであり、その軸方向の長さは、コイル成形体10の縮径時の長さより長く設定され、たとえば400‐800mmである。
この実施例では、芯材20は、軸方向に間隔を隔てた2つのリング状部22aおよび22bとそれらを連結する任意数(実施例では5つ)の連結部24を含む。なお、実施例では、後端のリング状部22bの幅は前端のリング状部22aの幅より大きく設定されている。
芯材20の中空部内には、前端のリング状部22aから後端のリング状部22bまで芯材20の軸方向全長に延び、たとえばボルトなどによって各リング状部22aおよび22bに固着された、2本のレール26および28が設けられる。各レール26および28の前端および後端は先端に向うにつれて外方に拡げられた易進入部30として形成されていて、それによって図4および図5に示す第1拡径装置60および図6および図7に示す第2拡径装置160のそり66、68および166、168がレール26および28上に容易に進入できるようにされている。レール26および28は、実施例では断面L字形状とされ、それぞれ幅方向一方端に側板26aおよび28aを有し、この側板26aおよび28aが、レール26および28上に載ったそり66、68および166、168の周方向への移動、脱落を防止する。ただし、レール26および28は、幅方向両端に側板26aおよび28aを有する断面U字状のものでもよい。
なお、レール26および28は、実施例では、後述の第1拡径装置60および第2拡径装置160の走行の安定性を確保するために、芯材20の周方向に離れた位置に設けられている。
芯材20の前端リング状部22aの内面には、左右の対応する位置にそれぞれ連結金具32がたとえばボルトによって固着される。連結金具32はたとえば、断面L字形状に形成され、L字の一辺がリング状部22aの内面に固着され、L字の他方辺には透孔32aが形成される。
同じように、芯材20の後端リング状部22bの内面には、左右の対応する位置にそれぞれ連結金具34が設けられる。連結金具34はたとえば、断面L字形状に形成され、L字の一辺がリング状部22bの内面に固着され、L字の他方辺には透孔34aが形成される。
これら連結金具32および34は、後述のように、多数の芯材20を連結するために連結部材290(図11)と協働する。
芯材20の上記レール26および28の中間の位置における前端リング状部22aおよび後端リング状部22bには、図1に示すコイル成形体10を、縮径した状態で芯材20上に保持するための保持手段ないし保持機構36aおよび36bが設けられる。
保持機構36aおよび36bは、逆U字状でかつ先端がともに外方に折り曲げられたアングル38aおよび38bを有し、アングル38aおよび38bの折り曲げ
部が前端リング状部22aおよび後端リング状部22bにボルト止めされている。アングル38aおよび38bの平坦部には透孔(これは雌ねじであってよい。)が形成されていて、この透孔にボルト40aおよび40bが挿通される。
ボルト40aおよび40bの先端はリング状部22aおよび22bの内面に設けられたナットに螺合した後に、リング状部22aおよび22bにそれぞれ形成された透孔(図示せず)を通して、リング状部22aおよび22cの外面上に突出可能である。ボルト40aおよび40bの後端にはハンドル42aおよび42bが固着されていて、ハンドル42aおよび42b回すことによって、ボルト40aおよび40bをリング状部22aおよび22bの外面に出没させることができる。
このボルト40aおよび40bは、図1に示すコイル成形体10の線材12の両端に設けた雌ねじ14a(および14b)に螺合できる。
ボルト40aおよび40bの先端はリング状部22aおよび22bにそれぞれ形成された透孔(図示せず)を通して、リング状部22aおよび22cの外面上に突出可能である。ボルト40aおよび40bの後端にはハンドル42aおよび42bが固着されていて、ハンドル42aおよび42b回すことによって、ボルト40aおよび40bをリング状部22aおよび22bの外面に出没させることができる。
このボルト40aおよび40bは、図1に示すコイル成形体10の線材12の両端に設けた雌ねじ14a(および14b)に螺合できる。
芯材20の180°離れた対向する位置の連結部24の軸方向の所定位置の内面に、係止部材として機能する当たり棒44が内方に延びて取り付けられる。芯材20の中空部内を図4および図5に示す第1拡径装置60および図6および図7に示す第2拡径装置160が移動するので、その移動空間を確保するため、当たり棒44の長さは芯材20の半径より短く設定される。
上述のレール26および28と第1拡径装置60および第2拡径装置160のそり66、68および166、168が、協働して、芯材20と第1拡径装置60および第2拡径装置160との周方向の相対的位置の位置決め手段として機能するのに対して、当たり棒44は、図4および図5に示す第1拡径装置60および図6および図7に示す第2拡径装置160の起立片74および174と協働して、芯材20と第1拡径装置60および第2拡径装置160との軸方向の相対的位置の位置決め手段として機能する。このように、位置決め手段によって芯材20と第1拡径装置60および第2拡径装置160の相対的位置の位置決めが行われるので、芯材20と第1拡径装置60および第2拡径装置160が別体で構成されていても、第1拡径装置60および第2拡径装置160は確実に芯材20の所要部に作用することができる。さらに、位置決め手段によって芯材20と第1拡径装置60および第2拡径装置160の相対的周方向位置および相対的軸方向位置の位置決めが行われるので、第1拡径装置60および第2拡径装置160を、別体で構成されている芯材20の中空部内に確実に位置決めできる。ことのき、第1拡径装置60および第2拡径装置160を芯材20の中空部内で軸方向に移動させるための手段(実施例でいえば、レール26および28とそり66、68および166、168)が周方向の相対的位置の位置決め手段に兼用されるので、周方向位置決め手段として特別な構成を設ける必要がない。
さらに、図3の芯材20では、前端のリング状部22aの前端からさらに前方に延びかつ前方に延びるに従って内方に傾斜した、任意数の(図3の実施例では6個の)そり46を、周方向に適宜の間隔を隔てて、たとえば溶接によって取り付ける。これらのそり46は全体として先細り形状であるので、仮に既設管の内面に段差があっても、そり46でその段差を容易に乗り越えられる。
なお、後述するように、先行する芯材の後端に後続する芯材の前端を当てて位置合わせする必要があるので、そり46を設けた芯材20の後端のリング状部22bには、先行する芯材の後端に後続する芯材の前端を接近させたとき、そり46を受け入れる受容部としてのスリット48を、そり46の位置に対応する位置に形成しておく。そうすれば、先行する芯材の後端に後続する芯材の前端を接近させたとき、スリット48がそり46を受け入れるので、後続する芯材の前端を隙間なく先行する芯材の後端に当接して位置合わせすることができる。
後端のリング状部22bにはさらに、凹部50a、50b、50cおよび50dが形成される。上側の3つの凹部50a、50b、50cは上記スリット48より深いが、下側の1つの凹部50dの深さはスリット48と同程度である。凹部50a、50b、50cおよび50dは、後述の第1拡径装置60が備えている第1ガイド94a、94b、94cおよび94dをこの芯材20の外面上に突出させるための窓として機能する。
また、後端側リング状部22bの下部には、図3(b)に示すように、やや径小にされた(縮径された)凹部54が形成される。この凹部54は、後述の第1拡径装置60のガイド94d(図5)が突出する芯材外面上の空間を確保するために形成されている。つまり、ガイド94dはこの凹部54において芯材20の外面に突出される。
なお、上述のそり46はなくてもよいが、連結された複数の芯材のうちの少なくとも先頭に配置された芯材には設けられることが望ましい。そして、それに後続する芯材にはそり46はなくてもよい。
図4および図5を参照して、第1拡径装置60は金属製のベース板62を含む。このベース板62の幅は、芯材20の中空部を移動可能な大きさに設定されている。第1拡径装置60の軸方向長さは、全体としては、芯材20の軸方向長さに相当する長さに設定されているが、ベース板62の軸方向長さは芯材20の軸方向長さより短く設定されている。ベース板62の前端および後端には、係止具64aおよび64bが固着される。この係止具64aをたとえばロープ(図示せず)などで引っ張ることによって、第1拡径装置60を前方向に移動させることができる。ただし、係止具64bの側は後述のように第2拡径装置160(図6および図7)の前端側に接続されるので、係止具64bにロープ(図示せず)がかけられることはない。
ベース板62の下方には、ベース板62の幅方向両端において所定の角度で外方に拡がるそり66および68が設けられる。走行部材として機能するそり66および68は、たとえば、ベース板62の下面に固着された1枚の取り付け板67の端部に保持される。このそり66および68が上述のように芯材20のレール26および28に載ることによって、第1拡径装置60が芯材20の中空部内に留まることができ、あるいは係止具64aが引っ張られることによって、芯材20の中空部内を軸方向に走行できる。
ベース板62上には、軸方向のほぼ中央の幅方向両端に、係合部材として機能する起立片74が設けられる。起立片74は、断面がたとえば「U」字状とされ、平面部とその両端から前方側に立ち上がる側板を含み、その側板が前方の軸76に固着される。軸76はベース板62上に固着された保持具78によって回動可能に保持される。
起立片74の後方のベース板62上には、ストッパ80が設けられる。ストッパ80はたとえば「L」字状金具であり、その一方辺がベース板62に固定されている。
起立片74が固着された軸76には、ねじりばね82が装着されている。したがって、起立片74は、そのねじりばね82によって、ストッパ80に当たるまで、後方に付勢されている。ただし、ストッパ80側(後方)から起立片74を押すと、起立片74はねじりばね82の弾発力に抗して倒れる。
図3に示す芯材20の中空部には前述のように当たり棒44が両側から内方に延びている。起立片74は起立したときの高さが、起立片74の少なくとも上端が当たり棒44に当たる高さに設定される。したがって、第1拡径装置60が芯材20の中空部内を、後方から前方へ移動するとき、起立片74はねじりばね82によって起立されているので、起立片74の前面上端が当たり棒44の後ろ側に当たる。そのまま第1拡径装置60が前方へ移動すると、起立片74が当たり棒44の後ろ側に当たった状態なので、芯材20も第1拡径装置60の移動につれて移動する。
したがって、当たり棒44と起立片74は協働して、芯材20と第1拡径装置60の軸方向の相対的位置を固定する、位置決め手段として機能するとともに、芯材20を移動させる移動手段としても機能する。
ただし、第1拡径装置60を前方から後方に移動させるときには、起立片74の後面上端が当たり棒44に当たるが、当たり棒44の当接力がねじりばね82の弾発力を超えると、起立片74は前方に倒れる。したがって、この場合には起立片74と当たり棒44は係合しない。
つまり、第1拡径装置60を移動させるべきときには起立片74が倒れるので、第1拡径装置60は芯材20の中空部を自由に移動できる。一方、軸方向の位置決めが必要なとき、たとえば起立片74が当たり棒44に当たったままの状態になり、必要なときには確実に位置決めが行われ得る。ただし、後述のように、起立片74を強制的に前方に倒すこともできる。
ベース板62の上の前端近傍の幅方向中央にはエアシリンダ82aが取り付けられ、それより後方には「X」字状に交差するエアシリンダ82bおよび82cが取り付けられる。エアシリンダ82a、82bおよび82cのそれぞれのピストンロッドの先端には、軸方向に延びた支持板84a、84bおよび84cが固着される。したがって、これら支持板84a、84bおよび84cはエアシリンダ82a、82bおよび82cのそれぞれのピストンロッドの動きに応じて、上下すなわち芯材20の径方向に変位される。
支持板84a、84bおよび84cの上には、そのピストンロッド88a、88bおよび88cが軸方向に変位するように、エアシリンダ86a、86bおよび86cが設けられ、エアシリンダ86a、86bおよび86cはその両端が支持板84a、84bおよび84c上に固定される。エアシリンダ86a、86bおよび86cのピストンロッド88a、88bおよび88cのストロークは比較的長くされていて、たとえば芯材20の軸方向長さの半分以上の長さに設定される。ただし、図4はピストンロッド88a、88bおよび88cが最も長く延ばされた状態を示している。
ピストンロッド88a、88bおよび88cの先端には、それぞれが側面「U」字状に形成されている収容部90a、90bおよび90cが固着され、この収容部90a、90bおよび90c内には、それぞれ、トルクモータ92a、92bおよび92cが出力軸を第1拡径装置60の後端に向けて配置される。トルクモータ92a、92bおよび92cの出力軸には、それぞれ、ガイド94a、94bおよび94cの基端が固着される。ガイド94bおよび94cは「I」状であるが、ガイド94aは側面から見て、径方向に立ち上がった後軸方向後端側に延び、さらに径方向に立ち上がった形状である。
これらガイド94a、94bおよび94cは、通常の状態では、この第1拡径装置60が中空部内に位置決めされている芯材の外面より径方向内側に没した状態とされている。
つまり、トルクモータ92a、92bおよび92cで図4の矢印B方向に倒されている。それとともに、エアシリンダ82a、82bおよび82cが消勢されてピストンロッドが引き込まれた状態にされている。エアシリンダ82a、82bおよび82cのピストンロッドが引き込まれた状態では、支持板84a、84bおよび84cはそれぞれ径方向の最下位位置にあるため、これに支持されているエアシリンダ86a、86bおよび86cも径方向の最下位位置にあり、応じて収容部90a、90bおよび90cすなわちガイド94a、94bおよび94cも径方向の最下位位置にある。
したがって、倒れたガイド94a、94bおよび94cが径方向の最下位位置にもたらされたことになり、その状態では、ガイド94a、94bおよび94cは芯材の外面から没した状態となる。
ガイド94a、94bおよび94cを芯材の外面上に突出させるためには、上述とは逆の制御をすればよい。
まず、トルクモータ92a、92bおよび92cでガイド94a、94bおよび94cを図4の矢印A方向に起こす。そして、エアシリンダ82a、82bおよび82cを付勢して、ピストンロッドを押し出した状態にする。エアシリンダ82a、82bおよび82cのピストンロッドが押し出された状態では、支持板84a、84bおよび84cはそれぞれ径方向の最上位位置にもたらされるため、これに支持されているエアシリンダ86a、86bおよび86cも径方向の最上位位置にあり、応じて収容部90a、90bおよび90cすなわちガイド94a、94bおよび94cも径方向の最上位位置にもたらされる。
そうすれば、起立したガイド94a、94bおよび94cが径方向の最上位位置にもたらされたことになり、その状態で、ガイド94a、94bおよび94cは芯材の外面上に突出した状態となる。
このようにして、ガイド94a、94bおよび94cを芯材の凹部50a、50bおよび50c(図3)を通して、芯材の外面上に出没させることができる。
なお、エアシリンダ86a、86bおよび86cのピストンロッド88a、88bおよび88cのストロークが長くしかも先端に収容部90a、90bおよび90cを固着しているので、ピストンロッド88a、88bおよび88cの強度に不安があるので、この実施例では、収容部90a、90bおよび90cを下面から支える補強材を設けている。ただし、この補強材は発明の要点ではないので、詳細な説明は省略する。
なお、第1拡径装置60に設けられたガイド(第1ガイド)94a‐94dの、芯材20の外面上への突出量は、後述する第2拡径装置160のガイド(第2ガイド)194b‐194cと同様に、比較的大きく設定されている。その理由は、これらガイド94a‐94dおよび194b‐194cは、縮径されているコイル成形体だけではなく拡径されている途中のコイル成形体や既に拡径されて既設管の内面に密に接触しているコイル成形体のそれぞれの後端面に当接しなければならないからである。
図3に示す芯材20には、リング状部22bの下部後端にさらに1つの凹部50dが形成されていて、この凹部50dに対応して、第1拡径装置60には、特に図5からよくわかるように、もう1つのガイド94dが設けられる。
詳しくいうと、エアシリンダ82dのピストンロッドには支持板84dが取り付けられ、この支持板84dの上には、そのピストンロッド88dが軸方向に変位するように、エアシリンダ86dが設けられ、エアシリンダ86dはその両端が支持板84d上に固定される。エアシリンダ86dのピストンロッド88dのストロークは比較的長くされていて、図5はピストンロッド88dが最も長く延ばされた状態を示している。
ピストンロッド88dの先端には、収容部90dが固着され、この収容部90d内には、それぞれ、トルクモータ92dが出力軸を第1拡径装置60の後端に向けて配置される。トルクモータ92dの出力軸には、「I」字状の上記ガイド94dの基端が固着される。
ガイド94dは、上述の各ガイド94a、94bおよび94cと同様に、この第1拡径装置60が中空部内に位置決めされている芯材の外面より径方向内側に没した状態とされている。
つまり、トルクモータ92dで図5の矢印B方向に倒されている。それとともに、エアシリンダ82dが消勢されてピストンロッドが引き込まれた状態にされている。エアシリンダ82dのピストンロッドが引き込まれた状態では、支持板84dは径方向の最下位位置にあるため、これに支持されているエアシリンダ86dも径方向の最下位位置にあり、応じて収容部90dすなわちガイド94dも径方向の最下位位置にある。
したがって、倒れたガイド94dが径方向の最下位位置にもたらされたことになり、その状態では、ガイド94dは芯材の外面から没した状態となる。
ガイド94dを芯材の外面上に突出させるためには、上述とは逆の制御をすればよい。
まず、トルクモータ92dでガイド94dを図4の矢印A方向に起こす。そして、エアシリンダ82dを付勢して、ピストンロッドを押し出した状態にする。エアシリンダ82dのピストンロッドが押し出された状態では、支持板84dはそれぞれ径方向の最上位位置にもたらされるため、これに支持されているエアシリンダ86dも径方向の最上位位置にあり、応じて収容部90dすなわちガイド94dも径方向の最上位位置にもたらされる。
そうすれば、起立したガイド94dが径方向の最上位位置にもたらされたことになり、その状態で、ガイド94dは、他のガイド94a、94bおよび94cと同様に、芯材の外面上に突出した状態となる。
このように、このガイド94dも、先のガイド94a、94bおよび94cと同様にして、トルクモータ92dおよびエアシリンダ82dを制御することによって、芯材20の凹部50dを通して、芯材20の外面上に出没され得る。
これらガイド94a‐94dは、実施例では樹脂で形成されているが、金属で形成されてもよい。ガイド94a‐94dは、後述のようにして、先行する芯材から解放されて拡径されたコイル成形体の後端(の側面)に当接されて、後続する芯材に保持されているコイル成形体の前端を拡径済みのコイル成形体の後端に接近させる際の緩衝材として機能するとともに、当該後続する芯材上のコイル成形体を解放して拡径する際の前端側ガイドとしても機能する。
また、この実施例では第1ガイドとして周方向に分散した4つのガイド94a‐94dを設けたが、小型化軽量化のためには、第1ガイドは周方向に離れた最低2つあれば足りる。
さらに、図4を参照して、起立片74の後方のベース板62上には、ピストンロッド98が軸方向前方に向くように、エアシリンダ96が設けられる。エアシリンダ96のピストンロッド98の先端は、ストッパ80と同様に、起立片74の後端面に当接される。したがって、エアシリンダ96を付勢してピストンロッド98を押し出せば、ピストンロッド98が起立片74を後方から押すことになり、起立片74は前方へ倒れる。つまり、起立片74はエアシリンダ96によって強制的に前方に倒すことができる。
次に図6および図7を参照して、第2拡径装置160も第1拡径装置60と同様に、金属製のベース板162を含む。このベース板162の幅は、芯材20の中空部を移動可能な大きさに設定されている。第2拡径装置60の軸方向長さは、全体としては、芯材20の軸方向長さに相当する長さに設定されていて、ベース板162の軸方向長さがその長さに設定されている。ベース板162の前端および後端には、係止具164aおよび164bが固着される。この係止具164bをたとえばロープ(図示せず)などで引っ張ることによって、第2拡径装置160を後方向に移動させることができる。ただし、係止具164aの側は後述のように第1拡径装置60(図4および図5)の後端側に接続されるので、係止具164aにロープ(図示せず)がかけられることはない。
ベース板162の下方には、ベース板162の幅方向両端において所定の角度で外方に拡がるそり166および168が設けられる。走行部材として機能するそり166および168は、たとえば、ベース板162の下面に固着された1枚の取り付け板167の端部に保持される。このそり166および168が上述のように芯材20のレール26および28に載ることによって、第2拡径装置160が芯材20の中空部内に留まることができ、あるいは係止具164bが引っ張られることによって、芯材20の中空部内を軸方向に走行できる。
ベース板162上には、軸方向のほぼ中央の幅方向両端に、係合部材として機能する起立片174が設けられる。起立片174は、断面がたとえば「U」字状とされ、平面部とその両端から前方側に立ち上がる側板を含み、その側板が前方の軸176に固着される。軸176はベース板162上に固着された保持具178によって回動可能に保持される。
起立片174の後方のベース板162上には、ストッパ180が設けられる。ストッパ180はたとえば「L」字状金具であり、その一方辺がベース板162に固定されている。
起立片174が固着された軸176には、ねじりばね182が装着されている。したがって、起立片174は、そのねじりばね182によって、ストッパ180に当たるまで、後方に付勢されている。ただし、ストッパ180側(後方)から起立片174を押すと、起立片174はねじりばね182の弾発力に抗して倒れる。
図3に示す芯材20の中空部には前述のように当たり棒44が両側から内方に延びている。起立片174は起立したときの高さが、起立片174の少なくとも上端が当たり棒44に当たる高さに設定される。したがって、第2拡径装置160が芯材20の中空部内を、後方から前方へ移動するとき、起立片174はねじりばね182によって起立されているので、起立片174の前面上端が当たり棒44の後ろ側に当たる。そのまま第2拡径装置160が前方へ移動すると、起立片174が当たり棒44の後ろ側に当たった状態なので、芯材20も第2拡径装置160の移動につれて移動する。
したがって、当たり棒44と起立片174は協働して、芯材20と第2拡径装置160の軸方向の相対的位置を固定する、位置決め手段として機能するとともに、芯材20を移動させる移動手段としても機能する。
ただし、第2拡径装置160を前方から後方に移動させるときには、起立片174の後面上端が当たり棒44に当たるが、当たり棒44の当接力がねじりばね182の弾発力を超えると、起立片174は前方に倒れる。したがって、この場合には起立片174と当たり棒44は係合しない。
つまり、第2拡径装置160を移動させるべきときには起立片174が倒れるので、第2拡径装置160は芯材20の中空部を自由に移動できる。一方、軸方向の位置決めが必要なとき、たとえば起立片174が当たり棒44に当たったままの状態になり、必要なときには確実に位置決めが行われ得る。
ベース板62上の係止具164aおよび164bより内側には、それぞれが減速機構を内蔵する2つのエアモータ170aおよび170bが設置され、エアモータ170aおよび170bの出力軸には、ベース板62の下方において、回転板171aおよび171bが固着される。なお、エアモータは、一例として、エアー供給口から供給された圧縮空気がベーンで区切られた室に入ることによって、ロータを回転させる、そのようなモータである。
回転板171aおよび171bは、たとえば平面矩形の平板であり、その上面がエアモータ170aおよび170bの回転軸に固着される。回転板171aおよび171bの下面には、両端に、回転棒172aおよび172bの上端が固着される。したがって、エアモータ170aおよび170bが回転駆動されると、回転板171aおよび171bは水平面内で回転し、応じて下面に取り付けられている回転棒172aおよび172bが、モータ軸を中心として回転する。
回転棒172aは、先に説明した芯材20の前側のハンドル42aに作用するもので、芯材20の中空部の所定位置に第2拡径装置160が位置決めされているとき、エアモータ170aによって回転板171aが回転されると、回転棒172aが回転し、この回転棒172aはハンドル42aの側面に当たる。その状態で回転板171aがさらに回転されると、回転棒172aによってハンドル42aが回される。
回転棒172aが左に回転されると、ハンドル42aも左に回転され、したがって、ボルト40aの先端がコイル成形体10の雌ねじ14aから外れる。つまり、ボルト40aとコイル成形体10の雌ねじ14aとの螺合が解除され、コイル成形体10の前端側の保持が解放される。回転棒172bが左に回転されると、ハンドル42bも左に回転され、したがって、ボルト40bの先端がコイル成形体10の雌ねじ14bから外れる。つまり、ボルト40bとコイル成形体10の雌ねじ14bとの螺合が解除され、コイル成形体10の後端側の保持が解放される。
したがって、エアモータ170a、170bやそれによって回転されてハンドル42a、42bに作用する回転棒172a、172bはコイル成形体の保持を解放する解放(拡径)手段として機能する。
ベース板162の上の前端近傍の幅方向中央には「X」字状に交差するエアシリンダ182bおよび182cが取り付けられる。ベース板162の上の後端近傍の幅方向中央には「X」字状に交差するエアシリンダ183bおよび183cが取り付けられる。エアシリンダ182bおよび182cならびに183bおよび183cのそれぞれのピストンロッドの先端には、軸方向に延びた支持板184bおよび184cが固着される。つまり、支持板184bおよび184cは、それぞれ対となるエアシリンダ182b、183bおよび182c、183cのピストンロッドの先端に取り付けられる。したがって、これら支持板184bおよび184cはエアシリンダ182b、183bおよび182c、183cのピストンロッドの動きに応じて、上下すなわち芯材20の径方向に変位される。
支持板184bおよび184cの上には、そのピストンロッド188bおよび188cが軸方向に変位するように、エアシリンダ186bおよび186cが設けられ、エアシリンダ186bおよび186cは、支持板184bおよび184cに固着されているアングル185bおよび185c上において、その両端が支持板184bおよび184c上に固定される。エアシリンダ186bおよび186cのピストンロッド188bおよび188cのストロークは比較的短くされている。ただし、図6はピストンロッド188bおよび188cが最も長く延ばされた状態を示している。
ピストンロッド188bおよび188cの先端には、それぞれが側面「U」字状に形成されている収容部190bおよび190cが固着され、この収容部190bおよび190c内には、それぞれ、トルクモータ192bおよび192cが出力軸を第2拡径装置160の後端に向けて配置される。トルクモータ192bおよび192cの出力軸には、それぞれ、ガイド194bおよび194cの基端が固着される。ガイド194bおよび194cは「I」状である。
これらガイド194bおよび194cは、通常の状態では、この第2拡径装置160が中空部内に位置決めされている芯材の外面より径方向内側に没した状態とされている。
つまり、トルクモータ192bおよび192cで図6の矢印B方向に倒されている。それとともに、エアシリンダ182bおよび182cが消勢されてピストンロッドが引き込まれた状態にされている。エアシリンダ182bおよび182cのピストンロッドが引き込まれた状態では、支持板184bおよび184cはそれぞれ径方向の最下位位置にあるため、これに支持されているエアシリンダ186bおよび186cも径方向の最下位位置にあり、応じて収容部190bおよび190cすなわちガイド194bおよび194cも径方向の最下位位置にある。
したがって、倒れたガイド194bおよび194cが径方向の最下位位置にもたらされたことになり、その状態では、ガイド194bおよび194cは芯材の外面から没した状態となる。
ガイ194bおよび194cを芯材の外面上に突出させるためには、上述とは逆の制御をすればよい。
まず、トルクモータ192bおよび192cでガイド194bおよび194cを図6の矢印A方向に起こす。そして、エアシリンダ182bおよび182cを付勢して、ピストンロッドを押し出した状態にする。エアシリンダ182bおよび182cのピストンロッドが押し出された状態では、支持板184bおよび184cはそれぞれ径方向の最上位位置にもたらされるため、これに支持されているエアシリンダ186bおよび186cも径方向の最上位位置にあり、応じて収容部190bおよび190cすなわちガイド194bおよび194cも径方向の最上位位置にもたらされる。
そうすれば、起立したガイド194bおよび194cが径方向の最上位位置にもたらされたことになり、その状態で、ガイド194bおよび194cは芯材の外面上に突出した状態となる。
このようにして、ガイド194bおよび194cを芯材の凹部50bおよび50c(図3)を通して、芯材の外面上に出没させることができる。
これらガイド194bおよび194cは、実施例では樹脂で形成されているが、金属で形成されてもよい。ガイド194bおよび194cは、このガイド194bおよび194cを有する第2拡径装置160が中空部内に導入されている芯材20からコイル成形体10を解放して拡径する際の後端側ガイドとしても機能する。
なお、エアシリンダ186bおよび186cのピストンロッド188bおよび188cのストロークが長くしかも先端に収容部190bおよび190cを固着しているので、ピストンロッド188bおよび188cの強度に不安があるので、この実施例では、収容部190bおよび190cを下面から支える補強材を設けている。ただし、この補強材は発明の要点ではないので、詳細な説明は省略する。
さらに、図6を参照して、起立片174の後方のベース板162上には、ピストンロッド198が軸方向前方に向くように、エアシリンダ196が設けられる。エアシリンダ196のピストンロッド198の先端は、ストッパ180と同様に、起立片174の後端面に当接される。したがって、エアシリンダ196を付勢してピストンロッド198を押し出せば、ピストンロッド198が起立片174を後方から押すことになり、起立片174は前方へ倒れる。つまり、起立片174はエアシリンダ196によって強制的に前方に倒すことができる。
上で説明した第1拡径装置60および第2拡径装置160は図8および図9に示すように、第1拡径装置60が進行方向の先になり、第2拡径装置160が後になるように、連結されて使用される。第1拡径装置60と第2拡径装置160の連結を解除することはできるが、使用時には連結状態とされる。
図10に示すように、図3に示す芯材20の外面上に、図1に示すコイル成形体10が縮径された状態で保持されるが、このとき、縮径したコイル成形体10を芯材20上に、解放可能に保持する保持手段として、コイル成形体10の両端に形成した雌ねじ14aおよび14bと、それらに螺合するボルト40aおよび40bを用いる。この雌ねじ14aおよび14bとボルト40aおよび40bとの組み合わせは、コイル成形体10の厚みの中だけで固定(保持)できるので、つまり、コイル成形体10の外面上突出するものは何もないので、縮径したコイル成形体10を保持した芯材20を既設管100内に引き込むとき、コイル成形体10の外面上の何かが既設管100の内面に引っ掛かることがなく、スムーズに芯材を引き込むことができる。つまり、コイル成形体を保持した芯材を既設管内に引き込む際の抵抗を可及的小さくできる。
この発明の一実施例では、図10に示すようにコイル成形体10を装荷した芯材20を連結し、複数の芯材(縮径コイル成形体)を既設管100(図12)内に引き込み、その後各芯材から順次コイル成形体を解放して拡径することによって既設管内にコイル成形体を敷設しようとするものである。
したがって、隣接する芯材20どうし、すなわち先行する芯材20と後続する芯材20は、図11に示すように、連結部材290によって連結される。
連結部材290は、図11の実施例では、ITハンガで構成される。ITハンガすなわち連結部材290は、ねじ本体292と、ねじ本体292の先端に軸294によって回動可能に支持され、かつねじ本体292と同径の回転プレート296を含む。この実施例では、さらに、ねじ本体292と回転プレート296に跨って、金属またはプラスチックからなるカラー298が被せられ、それによって図11(a)に示す未連結の状態では、回転プレート296がねじ本体292の軸線上で一直線の状態(アルファベットの「I」字状)に保持されている。
ねじ本体292は、先行する芯材20の中空部後端に設けられている連結金具34の透孔34a(図4)に挿通され、ねじ部分に連結金具34の両面からナットが螺合され、それによってねじ本体292は、先行する芯材20の後端の連結金具34に強固に固定される。
先行する芯材20に後続する芯材20を連結する場合、図11(a)の状態から図11(b)に示すように、連結部材290の回転プレート296が後続する芯材20の中空部前端に設けられている連結金具32の透孔32a(図3)中を挿通するように、後続する芯材20を先行する芯材20に近づける。このとき、カラー298は連結金具32の前面に押されてねじ本体292上に移動する。
連結部材290の回転プレート296が後続する芯材20の連結金具32の透孔32aを通過すると、回転プレート296が自重で回転し、ねじ本体292に対して直角の状態、つまり、アルファベットの「T」字の状態になる。したがって、後続する芯材20の連結金具32に連結部材290の、垂直に回転した回転プレート296が係合する。つまり、先行する芯材20と後続する芯材20が連結部材290によって連結される。
この実施例では、芯材20の前端側の連結金具32および後端側の連結金具34がともに、前述のように周方向に間隔を隔てて(実施例では180°で対向して)2箇所ずつに設けられる。したがって、先行する芯材の2つの連結金具34と後続する芯材の2つの連結金具32をそれぞれ連結部材290で連結すると、周方向の2箇所での連結によって、先行する芯材20と後続する芯材20が、周方向に拘束されてずれることがない。したがって、先行する芯材のレール26および28と後続する芯材のレール26および28がずれることなく直線を形成し、それによって拡径装置60を安定してレール上を走行させることができる。
先に説明したように、先行する芯材の連結金具34と連結部材290(ねじ本体292)とは強固に固定されている。したがって、先行する芯材20と連結部材290は剛性を持って連結されているといえる。他方、後続する芯材の連結金具32と連結部材290とは、ねじ本体292が連結金具32の透孔32aを緩く挿通するだけなので、連結金具32は連結部材290に対して可撓性を持って連結されているといえる。したがって、連結部材290は連結金具32の透孔32aに対してその透孔32aの径方向に変位可能であるし、連結金具32と連結部材290は軸方向において一定長さ(連結部材290の長さに依存する。)分、相対的に変位可能である。つまり、この実施例では、先行する芯材の連結金具34と連結金具90とは相対的に変位しないが、後続する芯材の連結金具32と連結部材290とは相対的に変位可能である。
図1(a)に示すコイル成形体10を、上で説明した芯材20と第1拡径装置60および第2拡径装置160を用いて図12に示す既設管100内に敷設する。
図12に示すように、たとえばヒューム管のような既設管100は、第1マンホール102と第2マンホール104との間(1区間)の地中に埋設される。そして、第1マンホール102内にローラ111を一時的に設置して、このローラ111を介してロープ114を地上に設置されたウィンチ(図示せず)に結ぶ。ローラ111はたとえば、第1マンホール102の上端開口縁に引っ掛けた部材にローラ111を設けておく、という方法で第1マンホール102内に一時的に設置できる。そして、ロープ114には、たとえば第2マンホール104内において、コイル成形体を保持していない空芯材(以下では、便宜上、「10a0」の参照番号で示す。)の中空部に載せられた第1拡径装置60の係止具64aが連結される。このとき、空芯材10a0の中空部の当たり棒44に第1拡径装置60の起立片74が係合した状態にあるため、ロープ114を第1マンホール102側から引っ張ることで、空芯材20a0が既設管100内に第2マンホール104から導入される。
なお、図12以下においては、第1マンホール102と第2マンホール104との間には合計10個のコイル成形体だけが敷設されるが、実際には、第1マンホール102と第2マンホール104との間には多数のコイル成形体が敷設されるものである。
そして、図12に示すように、ロープ114で第1拡径装置60を引き込むことによって既設管内に引き込む空芯材10a0(これは、第1拡径装置60のためのダミーの芯材であり、コイル成形体を保持していない。)に、先頭の、縮径したコイル成形体10(以下では、便宜上、「10a1」の参照符号で示す。)を保持している芯材20(以下では、便宜上、「20a1」の参照符号で示す。)を連結して第2マンホール104から引き込む。ただし、このとき空芯材10a0に続く芯材20a1の中空部には、第2拡径装置160を載せておき、第2拡径装置160の係止具164bに、第2マンホール104に設けたローラ112を介してロープ114を連結しておく。
続いて、第2マンホール104において先頭の芯材20a1に、後続する、縮径したコイル成形体10(以下では、便宜上、「10a2」の参照符号で示す。)を保持している芯材20(以下では、便宜上、「20a2」の参照符号で示す。)を連結部材290(図11)で連結して、ロープ114をさらに第1マンホール102から引っ張って、当該後続する芯材20a2を既設管100内に引き込む。以下、順次後続する芯材20a3、20a4(縮径したコイル成形体10a3、10a4を保持している。)を連結しながら、第1マンホール102側からロープ114を引っ張って、各芯材20a3、20a4を第2マンホール104から順次既設管100の第1区間S1内に引き込む。
ただし、この実施例では、一連の芯材のうち先頭に配置される芯材、この場合は、空芯材20a0には図3で示したそり46が設けられているが、それに後続する芯材20a1、20a、20a3、20a4および20a5(後述)にはそりは設けていない。しかしながら、すべての芯材がそり付のものであってもよい。
また、先行する芯材20の後端連結金具34と連結部材290は剛性を持って接続されているが、後続する芯材20の前端連結金具32と連結部材は可撓性を持って連結されている。したがって、連結部材290で連結した芯材20、20、…をロープ114で引っ張るとき、後続する芯材の前端は先行する芯材の後端に追従し易い。そのため、たとえば先行する芯材20が存在する既設管100の部位と後続する芯材20が存在する部位との間にたとえば上り段差があったとしても、後続する芯材の前端は、先行する芯材の後端連結金具34に強固に連結されている連結部材290によって引き上げられるので、後続する芯材は容易にその上り段差を越えることができる。
ただし、連結部材290による連結方法は、先行する芯材とは剛性を持って連結し後続する芯材とは可撓性を持って連結するという実施例の方法以外にも、連結部材は先行する芯材および後続する芯材の両方とも可撓性を持って連結する方法が採用されてもよい。
重要なことは、連結部材34と32との間において、図7の実施例の連結部材290(ITハンガ)のように剛性の高い部材を用いることである。そうすれば、連結部材290が連結金具34および32と可撓性を持って連結したとしても、後続する芯材の前端は先行する芯材の後端に追従できるので、上述のような上り段差だけでなく、既設管100が部分的に左右に振っていても、後続する芯材は容易にその部分を越えて引き込まれ得る。
そして、この実施例では、図12に示すように、第1マンホール102から第2マンホール104までの全区間に一度に芯材を引き込むことはせず、第1マンホール102と第2マンホール104との間の所定区間のうち、一方の(第2マンホール104側の)半分の区間S1(この区間を「第1区間」という。)だけに芯材を引き込む。第1マンホール102と第2マンホール104との間の所定区間のうち、他方の(第1マンホール102側の)半分の区間S2(この区間を「第2区間」という。)には芯材は引き込まない。
その後、図14に示すように、第1区間S1に引き込んだ複数の芯材20のうち、先頭の芯材20a1からコイル成形体10a1を解放して拡径する。このとき、第2拡径装置160はその芯材20a1の中空部に存在するが、第2マンホール104からロープ114を引っ張って、第2拡径装置160の起立片174(図6)が当たり棒44(図3)を第2マンホール104の方向に一旦通り過ぎさせ、次いで、起立片174の前端が芯材20a1の当たり棒44の後端に当たるまで、ロープ114を第1マンホール102側から引っ張ることによって、芯材20a1と第2拡径装置160との軸方向の相対的位置の位置決めを行なう。したがって、拡径手段として機能するエアモータ170aおよび170bならびに回転棒172aおよび172bが、保持手段として機能するハンドル42aおよび42bならびにボルト40aおよび40bに対応する位置にもたらされている。
その後、第2拡径装置160のガイド(第2ガイド)194bおよび194cを、芯材20a1の外面上に突出させる。つまり、トルクモータ192bおよび192cを付勢してまず、ガイド194bおよび194cを起立させ、次いでエアシリンダ182bおよび182bを付勢して、起立しているガイド194bおよび194cを、径方向外方に押し出す。応じて、ガイド194bおよび194cが芯材20a1の凹部50bおよび50cを通して、芯材20a1の外面上に突出し、芯材20a1の外面上に縮径した状態で保持されているコイル成形体10a1の後端面に当接する。ただし、エアシリンダ186bおよび186cは付勢しておく。したがって、エアシリンダ186bおよび186cはピストンロッド188bおよび188cを引っ込める方向に力をかけておく。つまり、ガイド194bおよび194cは、コイル成形体10a1の後端面に押し付けられた状態となる。
その状態で、エアモータ170b(図6)を駆動してコイル成形体10a1の後端の雌ねじ14bからボルト40bを外して、コイル成形体10a1の後端の固定を解放する。このとき、エアシリンダ186bおよび186cが付勢されているので、ピストンロッド188bおよび188cを引っ込める方向に力が働いている。したがって、ガイド194bおよび194cは、コイル成形体10a1の拡径中においてもコイル成形体10a1の後端面に押し付けられた状態となるので、拡径時にコイル成形体10の後端が「暴れる」のを効果的に防止できる。次いで、エアモータ170aを駆動してコイル成形体10a1の前端の雌ねじ14aからボルト40aを外して、コイル成形体10a1の前端の固定を解放する。つまり、先頭の芯材20a1からまず、コイル成形体10a1を解放して拡径する。拡径されたコイル成形体10a1は、図13に示すように、それの外面が既設管100の内面に密接して敷設される。
次に、図14の状態で、後続する芯材(第1後続芯材)20a2上において縮径されているコイル成形体10a2と図13で先頭の芯材(先行する芯材)20a1から拡径したコイル成形体10a1との間の隙間を詰めて、その後、コイル成形体10a2を拡径する。
この工程を、図15を参照して詳しく説明する。なお、図15(a)は、図13の工程で先頭の芯材(先行する芯材)20a1からコイル成形体10a1が拡径された状態を示す。この状態では、第2拡径装置160が芯材20a1の中空部内に存在し、第1拡径装置60は、図示しないが、空芯材20a0(図12)の中空部内に存在する。具体的には、第2拡径装置160のそり166および168が芯材20a1のレール26および28上にあり、第1拡径装置60のそり66および68が空芯材20a0のレール26および28上にあるのであるが、以下の説明では、記述が煩瑣になるのを回避するために、単に「中空部内に存在する(ある)」と表現する。
同じく、各拡径装置60および160が芯材の中空部内を移動するときにも実際には、各拡径装置60および160のそり66、68および166、168がレール2、28上を移動するのであるが、この場合も、単に「移動する」と表現する。
次に、図15(b)に示すように、第1後続芯材すなわち芯材20a2の中空部内に、第2拡径装置160を移動させる。つまり、第2マンホール104側からロープ114を引っ張り、起立片174が芯材20a2の当たり棒44を一旦後方に越えるまで、第2拡径装置160を後方へ移動させる。このとき、第2拡径装置160に連結されている第1拡径装置60も後方に移動され、空芯材20a0の中空部から先頭の芯材20a1の中空部内に移動される。
その後、第1マンホール102側からロープ114を引っ張り、第2拡径装置160を前方へ移動する。上述のように起立片174が当たり棒44の後方にあるときには、起立片174は図6に示すように起立した状態である。その状態で第2拡径装置160が前方に移動されると、起立片174の前端が芯材20a2の当たり棒44の後端に当接する。したがって、第2拡径装置160と、そのとき第2拡径装置が対象としている芯材20a2との軸方向の相対的位置の位置決めが行われる。このとき、第1拡径装置60も同時に既拡径の芯材20a1との軸方向の相対的位置決めが行われた状態である。
ついで、図15(b)に示すように、第1拡径装置60のガイド(第1ガイド)94a‐94dを、既にコイル成形体10a1を外した芯材20a1の凹部50a‐50dを通して、この芯材20a1の外面上に突出させる。詳しくいうと、第1拡径装置60のトルクモータ92b‐92dを付勢してまず、ガイド94a‐94dを起立させ、次いでエアシリンダ82a‐82dを付勢して、起立しているガイド94a‐94dを、径方向外方に押し出す。応じて、ガイド94a‐94dが芯材20a1の凹部50a‐50dを通して、芯材20a1の外面上に突出し、ガイド94a‐94dの前面(一面)が、既に拡径されているコイル成形体10a1の後端面に当接する。ただし、このときエアシリンダ86a‐86dは消勢しておく。したがって、ガイド94a‐94dは、軸方向に自由に変位可能な状態(フリー)となる。
第2拡径装置160が上述のように芯材10a2とともに前方へ移動されるので、芯材10a2はさらに既拡径のコイル成形体10a1内に進入し、やがて芯材10a2上に保持されているコイル成形体10a2の前端がガイド94a‐94dの後面(他面)に当接する。つまり、それの外面上に保持されているコイル成形体10a2の前端がガイド94a‐94dと当接するまで、第1後続芯材20a2が前方へ移動される。これによって、既に拡径されているコイル成形体10a1と未だ拡径されていないコイル成形体10a2との間の隙間が詰められる。つまり、先行する芯材に保持されていてかつ既に拡径されたコイル成形体と後続する芯材上に保持されているコイル成形体との間隔が最小にされる。
次に、図15(c)に示すように、上で説明したと同様の方法で、第1後続芯材20a2の中空部内にある第2拡径装置160のガイド194b‐194cを、第1後続芯材20a2の外面上に突出させて、この芯材20a2上のコイル成形体10a2の後端面に当接させる。したがって、この未拡径のコイル成形体10a2の両端が、第1拡径装置60のガイド(第1ガイド)94a‐94dと第2拡径装置160のガイド(第2ガイド)194b‐194cによって挟まれる。
その後、エアモータ170b(図6)を駆動してコイル成形体10a2の後端の雌ねじ14bからボルト40bを外して、コイル成形体10a2の後端の固定を解放し、次いで、エアモータ170aを駆動してコイル成形体10a2の前端の雌ねじ14aからボルト40aを外して、コイル成形体10a2の前端の固定を解放する。そして、拡径されたコイル成形体10a2は、図15(c)に示すように、既設管100の内面に密接して敷設される。
その後、第1拡径装置60のガイド94a‐94dおよび第2拡径装置160のガイド194b‐194cを収納する。第1拡径装置60のトルクモータ92a‐92dを消勢してガイド94a‐94dを図6の矢印B方向に倒し、次いで、エアシリンダ82a‐82dを消勢する。したがって、エアシリンダ82a‐82dのピストンロッドが引き込まれ、支持板84a‐84dすなわちこれに支持されているエアシリンダ86a‐86dが径方向の最下位位置となり、収容部90a‐90dすなわち倒されているガイド94a‐94dが径方向の最下位位置にもたらされたことになり、その状態では、ガイド94a‐94dは芯材の外面から没した状態となる。
第2拡径装置160においては、トルクモータ192bおよび192cを消勢してガイド194bおよび194cを図6の矢印B方向に倒す。それとともに、エアシリンダ182bおよび182cを消勢する。そのため、エアシリンダ182bおよび182cのピストンロッドが引き込まれ、支持板184bおよび184c、エアシリンダ186bおよび186c、収容部190bおよび190cすなわちガイド194bおよび194cも径方向の最下位位置にもたらされることになり、その状態では、ガイド194bおよび194cは芯材の外面から没した状態となる。
このようにして、第1拡径装置60のガイド94a‐94dおよび第2拡径装置160のガイド194b‐194cを収納した後、第1後続芯材20a2にさらに後続する芯材(第2後続芯材)20a3上に縮径されて保持されているコイル成形体10a3を拡径する。
そのために、第2マンホール104側からロープ114を引っ張って、第2拡径装置160を次にコイル成形体を拡径すべき第2後続芯材20a3内に移動させる。このとき、第1拡径装置60は、既拡径の第1後続芯材20a2内に移動する。
そして、以下において、第1後続芯材20a2からコイル成形体10aを解放して拡径するために上で説明したと同じ手順で、同じ動作ないし操作を繰り返す。ただし、冗長を回避するために、説明は繰り返さない。そして、第1区間S1に図12で引き込んだ残りの芯材20a4からコイル成形体10a4を同じ方法を繰り返すことによって拡径する。
先に図1を参照して説明したように、コイル成形体10は縮径時の長さL1に比べて拡径時の長さL2が短くなるので、第1区間S1内の第2マンホール104側に余白(空きスペース)が生じる。そこで、図21に示すように、最後尾の芯材20a4に、第2マンホール104において別の芯材20a5を連結する。したがって、ロープ114を引き込むときに、その別の芯材20a5も既設管100の第1区間S1内に引き込まれる。以後、先に述べた方法で後続する芯材20a3、20a4、20a5内に第2拡径装置160を配置して、コイル成形体10a3、10a4、10a5の解放、拡径を繰り返す。
このようにして、第1区間S1内に引き込んだすべての芯材20a1‐20a5上のコイル成形体10a1‐10a5を拡径する。それによって、図22に示すように、第1区間S1内に5つのコイル成形体10a1‐10a5が敷設される。
ここまでで、第1区間S1における、芯材の引き込みおよびコイル成形体の拡径工程が終了する。図17の状態では、既設管100の第1区間S1には拡径済みのコイル成形体10a1‐10a5が敷設され、第2区間S2内には、第1区間S1のコイル成形体10a1‐10a5を拡径する際に第2区間S2に引き込まれている、空の芯材20a0‐20a5が存在する。このとき、第1拡径装置60は芯材20a4の中空部にあり、第2拡径装置160は芯材20a5の中空部に存在する。
そして、図17の次の回収工程では、第2区間S2に溜まっている6つの芯材20a0‐20a5を、第1拡径装置60および第2拡径装置160とともに、地上に回収する。
すなわち、第1拡径装置60および第2拡径装置160の各エアシリンダ96および196を付勢しピストンロッド98および198を押し出すことによって、起立片74および174をそれぞれ前方へ倒す。したがって、起立片74および174は各芯材内の当たり棒44より低くなる。その状態で、第1マンホール102からロープ114を引っ張って、第1拡径装置60および第2拡径装置160を初期位置、つまり空芯材20a0およびそれに続く芯材20a1の中空部まで移動させる。
そして、エアシリンダ96および196を消勢して、ピストンロッド98および198を引っ込める。応じて、起立片74および174が起立する。その状態でさらに、第1マンホール102からロープ114を引っ張る。そうすると、起立片74および174が芯材20a0および20a1の当たり棒44の後端に当たる。つまり、起立片74および174が空の芯材20a0および20a1の当たり棒44に係合した状態となる。その状態でさらにロープ114を引っ張ると、空の芯材20a0および20a1が第1拡径装置60および第2拡径装置160とともに第1マンホール102内まで移動される。したがって、芯材どうしの連結部材290による連結を解除して、第1マンホール102から芯材20a0および20a1を回収する。
その後、起立片74および174を前に倒した状態にして、第2マンホール104からロープ114を引っ張り、第1拡径装置60および第2拡径装置160を次の空の芯材20a2および20a3の中空部へ移動させる。そして、起立片74および174を空の芯材20a2および20a3の当たり棒44に係合した状態として、第1マンホール102からロープ114を引っ張る。空の芯材20a2および20a3が第1拡径装置60および第2拡径装置160とともに第1マンホール102内まで移動される。したがって、芯材どうしの連結部材290による連結を解除して、第1マンホール102から芯材20a2および20a3を回収する。
以下、同様の方法で、空の芯材をすべて回収する。ただし、上述のように第1拡径装置60および第2拡径装置160をともに空の芯材の当たり棒44に係合させて回収する方法に代えて、第1拡径装置60または第2拡径装置160だけを空の芯材に係合させ、回収するようにしてもよい。
このように、この実施例では、第1区間S1における、芯材の引き込みおよびコイル成形体の拡径工程の後に、時間的には独立して、芯材の回収工程を行うことができる。したがって、コイル成形体の拡径、芯材の回収を交互に行う先の実施例に比べて、効率的であるし、2つの工程が時分割で行えるので、同じ作業員で2つの工程を実施することができるので、結果的に敷設コストが節約できる。
その状態が図18で示される。図18からよくわかるように、既設管100の第1区間S1にはコイル成形体が敷設されているが、第2区間S2にはまだコイル成形体は敷設されていない。
次に図19に示すように、第2マンホール104内にローラ111を一時的に設置して、このローラ111を介してロープ114を地上に設置されたウィンチ(図示せず)に結ぶ。そして、ロープ114には、たとえば第1マンホール102内において、コイル成形体を保持していない空芯材(以下では、便宜上、「10b0」の参照番号で示す。)の中空部に載せられた第1拡径装置60の係止具64aが連結される。このとき、空芯材10b0の中空部の当たり棒44に第1拡径装置60の起立片74が係合した状態にあるため、ロープ114を第2マンホール104側から引っ張ることで、空芯材20a0が既設管100内に第1マンホール102から導入される。
そして、図19に示すように、ロープ114で第1拡径装置60を引き込むことによって既設管内に引き込む空芯材10b0(これは、第1拡径装置60のためのダミーの芯材であり、コイル成形体を保持していない。)に、先頭の、縮径したコイル成形体10(以下では、便宜上、「10b1」の参照符号で示す。)を保持している芯材20(以下では、便宜上、「20b1」の参照符号で示す。)を連結して第1マンホール102から引き込む。ただし、このとき空芯材10b0に続く芯材20b1の中空部には、第2拡径装置160を載せておき、第2拡径装置160の係止具164bに、第1マンホール102に設けたローラ112を介してロープ114を連結しておく。
つまり、空芯材20b0のレール26、28および芯材20b1のレール26、28上に、それぞれ、第1拡径装置60のそり66、68および第2拡径装置160のそり166、168を載せておく。そして、第1拡径装置60の係止具64aおよび第2拡径装置160の係止具164b(図4および図7)の両方にロープ114を係止しておく。このとき、第1拡径装置60および第2拡径装置160は、先に第1区間S1でコイル成形体10の拡径のために利用した同じものを使用することができる。
続いて、第1マンホール102において芯材20b1に後続する、縮径したコイル成形体10(以下では、便宜上、「10b2」の参照符号で示す。)を保持している芯材20(以下では、便宜上、「20b2」の参照符号で示す。)を連結部材290(図11)で連結して、ロープ108を第2マンホール104から引っ張って、当該後続する芯材20b2を既設管100内に引き込む。以下、順次後続する芯材20b3、20b4(縮径したコイル成形体10b3、10b4を保持している。)を連結しながら、第2マンホール104側からロープ108を引っ張って、各芯材20b3、20b4を第1マンホール102から順次既設管100の第2区間S2内に引き込む。
その後、第2区間S2に引き込んだ各芯材20b1‐20b4を、第1区間S1内においてコイル成形体10a1‐10a4拡径したと同様にして、各芯材20b1‐20b4から解放して拡径する。そして、第2区間S2に生じる余白(空スヘース)に別の芯材を導入して、第2区間S2内のすべての芯材上のコイル成形体を拡径するとともに、空の芯材を今度は第2マンホール104から回収する。
このように、第2区間S2においても、芯材の引き込みおよびコイル成形体の拡径工程の後に、時間的には独立して、芯材の回収工程を行うことができる。
図20のように第1マンホール102と第2マンホール104との間の所定区間の既設管100内にコイル成形体10を敷設した後は、図21に示す最後の工程において、ライニング材18をコイル成形体10の内部に敷設する。
つまり、既設管100の更生は、図12‐図20のコイル成形体敷設工程と、それに続く図21に示すライニング工程を実施することによって行われる。図21が既設管内にコイル成形体を敷設し、さらにライニング材をライニングした更生管路を示す。
上述の実施例では、第1マンホール102と第2マンホール104との間の区間を第1区間S1および第2区間S2に分けて、芯材導入、コイル成形体拡径の作業を行った。しかしながら、図22に示すように、既設管100の全長に亘って一度に複数の芯材(コイル成形体を縮径保持する。)を導入しその後各芯材からコイル成形体を解放して拡径するようにしてもよい。
この場合、第1マンホール102からロープ114を引っ張るようにし、そのロープ114に第1拡径装置60を連結し、以下順に、コイル成形体を装荷している芯材を第2マンホール104から引き込むようにすればよい。ただし、第1拡径装置60は最初の空芯材の中空部に、第2拡径装置160は後続する、コイル成形体を保持する芯材の中空部に予め配置しておく。
なお、上述の実施例では、拡径装置の機能を第1拡径装置60および第2拡径装置160に分担させた。しかしながら、すべての機能を1台の拡径装置に組み込むこともできる。たとえば、実施例の第1拡径装置60の第1ガイドの機能を第2拡径装置160に持たせればよい。この場合、拡径装置の前端側に第1ガイド94a‐94d(最低2つ)を、それに関連するエアシリンダなどとともに組み込むことになる。そして、第1ガイドを既拡径のコイル成形体の後端面に当接させる場合は第1ガイドを前方に押し出し、先の実施例と同様に、拡径装置を芯材とともに前進させるときには、エアシリンダをフリーの状態にしておけばよい。
また、上述の実施例では説明しなかったが、縮径したコイル成形体を装荷した芯材を連続的に既設管100内に引き込むときに、既設管100の内面にたとえば樹脂シートを予め設けておき、コイル成形体と既設管の内面との間の摩擦を軽減するようにしてもよい。
さらに、連結部材290として、実施例ではITハンガを用いたが、これに限るものではなく、他の任意の形状、構造の連結部材が利用可能である。
上述の実施例ではまた、エアモータ170aおよび170bやエアシリンダ96、196、82a‐82d、182b‐182cのように、エア駆動のものを用いた。しかしながら、これらは電気駆動のものでも、油圧駆動のものでもよい。
また、上で挙げた寸法などの具体的数値はいずれも単なる一例であり、製品の仕様などの必要に応じて適宜変更可能である。
10 …コイル成形体
18 …ライニング材
20、20a0‐20a5、20b0‐20b4 …芯材
26、28 …レール
32 …(前端側)連結金具
34 …(後端側)連結金具
44 …当たり棒
60 …第1拡径装置
66、68 …そり
74 …起立片
94a‐94d…第1ガイド
160 …第2拡径装置
166、168 …そり
170a、170b …エアモータ
172a、172b …回転棒
174 …起立片
194b‐194c…第2ガイド
100 …既設管
102 …第1マンホール
104 …第2マンホール
114 …ロープ
290 …連結部材(ITハンガ)

Claims (11)

  1. 既設管内にコイル成形体を敷設する、コイル成形体敷設装置であって、
    中空形状であり、その外面上に、前記既設管の内径に対応する外径を有するコイル成形体を縮径した状態で保持する芯材、
    前記芯材とは別体であり、前記芯材の外面上に突出した第1状態または前記外面から没した第2状態をとることができる第1ガイド、芯材上のコイル成形体を解放して拡径する拡径手段、および前記芯材の外面上に突出した第1状態または前記外面から没した第2状態をとることができる第2ガイドを有する、拡径装置を備え、
    前記第1ガイドは前記第1状態のとき前記拡径手段によって前記コイル成形体を前記芯材から解放して拡径するとき当該コイル成形体の前端に当接され、
    前記第2ガイドは前記第1状態のとき前記拡径手段によって前記コイル成形体を前記芯材から解放して拡径するとき当該コイル成形体の後端に当接される、コイル成形体敷設装置。
  2. 前記芯材の中空部に形成されるレール、および
    前記拡径装置に設けられ、前記レールと係合して当該拡径装置を前記芯材の軸方向へ移動可能とする走行部材を備える、請求項1記載のコイル成形体敷設装置。
  3. 前記芯材に設けられ、縮径した状態のコイル成形体の両端を解放可能に保持する第1および第2保持手段をさらに備え、
    前記拡径手段は、前記第1および第2保持手段にそれぞれ作用して前記コイル成形体の両端を解放する第1および第2解放手段を備える、請求項1または2記載のコイル成形体敷設装置。
  4. 前記芯材と前記拡径装置との軸方向における相対的位置を位置決めする位置決め手段をさらに備える、請求項1ないし3のいずれかに記載のコイル成形体敷設装置。
  5. 前記芯材の中空部に設けられる係止部をさらに備え、
    前記位置決め手段は、前記拡径装置に設けられて前記係止部に係合する係合部を含み、前記係合部が前記係止部に係合したとき前記拡径装置が前記芯材に対して軸方向に位置決めされる、請求項4記載のコイル成形体敷設装置。
  6. 前記係合部は、前記拡径装置が前記芯材の中空部を第1軸方向に移動するとき前記係止部に係合せず、前記拡径装置が前記芯材の中空部を第2軸方向に移動するとき前記係止部に係合する、請求項5記載のコイル成形体敷設装置。
  7. 前記拡径装置は、前記第1ガイドを備える第1拡径装置と前記拡径手段および前記第2ガイドを備える第2拡径装置を含む、請求項1ないし6のいずれかに記載のコイル成形体敷設装置。
  8. 請求項1ないし7のいずれかに記載のコイル成形体敷設装置を用いて既設管内にコイル成形体を敷設する方法であって、
    (a) 各々が外面上にコイル成形体を縮径した状態で保持している複数の芯材を連結部材によって連結して既設管内に引き込むステップ、
    (b) 前記拡径装置によって、先行する芯材からコイル成形体を解放して拡径するステップ、
    (c) 拡径されたコイル成形体の後端に前記第1ガイドの一面を当接させるステップ、
    (d) 前記拡径されたコイル成形体の後端に前記第1ガイドの一面が当接されている状態で、後続する芯材を、当該芯材が保持するコイル成形体の前端が前記第1ガイドの他面に接触するように前記芯材の中空部内を移動させるステップ、
    (e) 前記ステップ(d)で移動された後続する芯材に保持されているコイル成形体の後端に前記第2ガイドの一面を当接させるステップ、および
    (f) 前記後続する芯材の中空部内おいて前記拡径装置によって当該芯材からコイル成形体を解放して拡径するステップを含み、
    前記ステップ(c)‐(f)を必要に応じて繰り返す、コイル成形体の敷設方法。
  9. 請求項7に記載のコイル成形体敷設装置を用いて既設管内にコイル成形体を敷設する方法であって、
    (a) 各々が外面上にコイル成形体を縮径した状態で保持している複数の芯材を連結部材によって連結して既設管内に引き込むステップ、
    (b) 前記複数の芯材のうち先頭の芯材の中空部にある前記第2拡径装置によって当該芯材からコイル成形体を解放して拡径するステップ、
    (c) 前記第2拡径装置を前記先頭の芯材に後続する第1後続芯材の中空部内に移動するとともに、前記第1拡径装置を前記先頭の芯材の中空部内に移動するステップ、
    (d) 前記先頭の芯材から拡径されたコイル成形体の後端に前記第1ガイドの一面を当接させるステップ、
    (e) 前記先頭の芯材から拡径されたコイル成形体の後端に前記第1ガイドの一面が当接されている状態で、前記第1後続芯材を、当該芯材が保持するコイル成形体の前端が前記第1ガイドの他面に接触するように移動させるステップ、
    (f) 前記ステップ(e)で移動された前記第1後続芯材に保持されているコイル成形体の後端に前記第2ガイドの一面を当接させるステップ、
    (g) 前記第1後続芯材の中空部内おいて前記第2拡径装置によって当該芯材からコイル成形体を解放して拡径するステップ、
    (h) 前記第2拡径装置をさらに後続する第2後続芯材の中空部内に移動するとともに、前記第1拡径装置を前記第1後続芯材の中空部内に移動するステップ、
    (i) 前記第1後続芯材から拡径されたコイル成形体の後端に前記第1ガイドの一面を当接させるステップ、
    (j) 前記第1後続芯材から拡径されたコイル成形体の後端に前記第1ガイドの一面が当接されている状態で、前記第2後続芯材を、当該芯材が保持するコイル成形体の前端が前記第1ガイドの他面に接触するように移動させるステップ、
    (k) 前記ステップ(j)で移動された前記第2後続芯材に保持されているコイル成形体の後端に前記第2ガイドの一面を当接させるステップ、
    (l) 前記第1後続芯材の中空部内おいて前記第2拡径装置によって当該芯材からコイル成形体を解放して拡径するステップ、
    前記ステップ(h)‐(l)を必要に応じて繰り返す、コイル成形体の敷設方法。
  10. 請求項8または9のコイル成形体敷設方法によって既設管内に敷設されたコイル成形体の内部にライニング材を敷設する、ライニング方法。
  11. 請求項10のライニング方法で更生された更生管路。
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